CN107045172A - 一种轻型可反复收放的集束光缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻型可反复收放的集束光缆，包括由内而外依次设置的缆芯、加强件、外护套和铠装层，其特征在于：所述集束光缆采用若干根光纤单元以一根中心元件为中心进行单螺旋绞合并包覆绕包层制成缆芯，所述光纤单元由1～12根光纤周围绞合或直放加强材料后挤塑内护套制成，所述光纤单元的外径为2.0～3.0mm；一种集束光缆的制备方法，包括光纤着色、制作光纤单元、成缆、芳纶绞合、护套挤塑、编织铠装层。本发明提供的集束光缆在机械、环境等方面的综合性能与现有常规的集束光缆相比不降低的情况下，在减小光缆的外径和重量的同时可提高光缆反复收放性能和生产效率。

Description

一种轻型可反复收放的集束光缆及其制备方法
技术领域
本发明属于光缆领域，具体涉及集束光缆。
技术背景
目前市场上现有的集束光缆结构如图1所示，集束光缆由内至外依次设置有中心元件7’、光纤带1’、纤膏2’、松套管3’、内护套4’、加强件5’、光缆护套6’和铠装层8’。该种结构的集束光缆虽然具有光纤密度大、具有良好的机械环境性能，由于本结构的光缆采用PBT松套管内放置光纤带的结构形式，每根光纤单元的外径为5mm，造成光缆外径较粗(大约在22mm)、重量较大(约为650kg/km)的情况，给敷设带来较大的困难，同时PBT材料弯曲性能较差，还会出现在弯曲半径较小的空间进行敷设容易造成松套管3’弯折、断裂的现象，外界的水气会入侵光纤的表面从而造成光纤断裂的现象。常规的护套采用套管式挤塑方式或压力式挤塑方式，护套采用套管式挤塑的方式，在经过反复收放后缆芯和加强件的相对位置会发生偏移，使缆芯暴露在加强件外侧，容易出现光纤被外界应力破坏的现象；护套若采用压力式挤塑，优点是缆芯和加强件、护套之间结合的非常紧密，光缆经过多次收放之后，缆芯和加强件、护套之间相对位置不会发生改变，性能比较稳定，一般适用于室外架空、直埋光缆和海底电缆的场合，但是如果光纤周围无刚性元件保护层，外护套的压力会传递到光纤上，直接影响光纤的传输性能。
因此，为了在机械、环境等方面的综合性能与现有常规的集束光缆相比不降低的情况下，降低光缆的外径和重量的同时提高光缆反复收放性能，有必要提供一种新型的集束光缆。
发明内容
本发明所要解决的问题是克服现有技术存在的问题，提供一种轻型的可反复收放的集束光缆及其制备方法，在机械、环境等方面的综合性能与现有常规的集束光缆相比性能不降低的情况下，提高光缆的弯曲性能，并降低光缆的外径和重量。
为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：
一种轻型可反复收放的集束光缆，包括由内而外依次设置的缆芯、加强件3、外护套4和铠装层5，所述缆芯周围均匀绞合加强件3并同时在加强件3外挤塑外护套4，所述外护套4外编织铠装层5，其特征在于：所述集束光缆采用若干根光纤单元2以一根中心元件1为中心进行单螺旋绞合并包覆绕包层制成缆芯，所述光纤单元2由1～12根着色光纤20外周围绞合或直放加强材料后挤塑内护套21制成，所述光纤单元2的外径为2.0mm～3.0mm。
进一步的，所述绕包层的材料为聚酯薄膜或无纺布。
进一步的，所述光纤单元2中的加强材料为芳纶纤维或玻璃纱或聚对苯并苯双恶唑或碳纤维材质，所述内护套21的材料为聚氨酯或低烟无卤阻燃聚烯烃。
进一步的，所述光纤单元2内的着色光纤20为单模光纤或OM3多模光纤或OM4多模光纤。
进一步的，所述外护套4的材料为阻燃聚氨酯或聚烯烃，所述外护套4的壁厚≥1mm，所述外护套4的直径≤10.5mm。
进一步的，所述加强件3的材质为芳纶纤维或玻璃纤维或聚对苯并苯双恶唑或碳纤维。
进一步的，所述集束光缆的外径≤11mm。
一种轻型可反复收放的集束光缆及其制备方法，其特征在于：
步骤一：光纤着色
选用光纤为单模光纤或OM3多模光纤或OM4多模光纤，在选用的光纤表面涂上一着色料并以200nm～400nm波长频段的紫外光对着色料进行固化，将着色后的光纤饶于专用盘上；
步骤二：制作光纤单元
在1～12根着色光纤的外周围均匀绞合或直放加强材料并同时挤塑一层聚氨酯或低聚烯烃内护套，制成光纤单元，所述光纤单元的外径为2.0mm～3.0mm，将制作完成后的光纤单元放于专用盘上；
步骤三：成缆
数根光纤单元以一根中心元件为中心，进行单螺旋绞合，并绕包聚酯薄膜或无纺布制成缆芯；
步骤四：芳纶绞合、护套挤塑
在缆芯周围均匀绞合芳纶纤维，并同时挤塑一层阻燃聚氨酯外护套或低烟无卤阻燃聚烯烃外护套，光缆外护套的直径≤10.5mm，所述外护套的壁厚≥1mm；
步骤五：编织
将不锈钢丝通过并丝机倒在一个锭子上进行并丝，将不锈钢钢丝绕在光缆周围进行编织，编织节距≥80％。
进一步的，所述步骤五中选用7根外径为Φ0.12的不锈钢丝通过并丝机倒在一个锭子上进行编织。
进一步的，步骤二中挤塑内护套的温度为140℃～180℃，所述步骤四中挤塑外护套的温度为150℃～180℃。
本发明可带来以下有益效果：
1、本发明制备的轻型可反复收放的集束光缆，不仅外径细，光缆外径不超过11mm，重量轻(重量≤150kg/km)，同时还具有可以在狭小空间场合敷设的优点，有利于光缆的反复收放。
2、本发明提供的轻型可反复收放的集束光缆的制备方法，是将数根光纤单元以一根中心元件为中心进行单螺旋绞合，并同时绕包一层无纺布或聚酯薄膜制成缆芯，在缆芯周围均匀绞合芳纶纤维并同时挤塑阻燃聚氨酯作为光缆外护套，芳纶纤维具有重量轻，线膨胀系数小、强度高的特点；聚氨酯具有低温柔软、耐水解、耐磨的特点；不锈钢丝编织层具有强度高、耐啮齿类动物破坏的特点。
3、本发明提供的轻型可反复收放的集束光缆采用加强件绞合、护套半挤压式挤塑一体式的方式，相较于常规的挤塑方式，本发明提供的光缆不仅具有结构紧凑、稳定的优点，同时光缆外护套对光缆内部的光纤压力也比较小。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为现有技术的集束光缆的结构示意图；
图2为本发明的集束光缆结构示意图；
图3为本发明的集束光缆工艺流程图。
图中：
1’：光纤带2’：纤膏3’：松套管 4’：内护套
5’：加强件6’：光缆护套7’：中心元件8’：铠装层
1：中心元件 2：光纤单元 3：加强件4：外护套 5：铠装层
20:着色光纤 21:内护套
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明提供的集束光缆包括由内而外依次设置的缆芯、加强件3、外护套4和铠装层5，缆芯周围均匀绞合加强件3并同时在加强件3外挤塑阻燃聚氨酯或聚烯烃作为外护套4，外护套4的壁厚≥1mm，直径≤10.5mm，外护套4外编织一层不锈钢作为铠装层5，其中，集束光缆采用若干根光纤单元2以一根中心元件1为中心进行单螺旋绞合并绕包聚酯薄膜或无纺布制成缆芯，光纤单元2由1～12根着色光纤20外周围绞合或直放加强材料后挤塑聚氨酯或低烟无卤阻燃聚烯烃内护套21制成，着色光纤为单模光纤或OM3、OM4多模光纤，加强材料优选为芳纶纤维或玻璃纱或聚对苯并苯双恶唑或碳纤维材质，制成的光纤单元2的外径为2.0mm～3.0mm。
实施例1
本实施例的具体实现工艺如下：
1、光纤着色
在单模光纤外涂一层着色料，本实施例优选油墨，光纤油墨具流动性好、固化速度快、不易褪色的优点。光纤油墨在加工之前应进行搅匀，以保证油墨色泽均匀，搅匀速度为8转/分钟，时间4小时。
本工艺采用UV紫外固化工艺，着色光纤外径为0.24mm,并复绕在专用的光纤盘上，放线张力为50g，收线张力为60g，这样一方面可以保证光纤在运动过程中平稳不抖动，另一方面可以保证光纤在收线盘的排线质量，速度为1200m/min，着色模尺寸为258μm，着色模温度控制在35℃。
2、光纤单元制作
在1根上述着色光纤周围均匀绞合芳纶纤维并同时挤塑聚氨酯作为护套，绞合4根1100DTEX芳纶纤维，光纤单元2的外径为2.0mm，挤塑温度为140℃，模芯为2.0mm，模套为3.8mm。
3、成缆
本实施例优选4根光纤单元2以一根中心元件1为中心，进行单螺旋绞合，然后绕包聚酯薄膜制成缆芯，绞合节距为300mm，绕包节距为20mm，成缆后缆芯外径为6mm。
4、芳纶绞合、护套挤塑
在缆芯周围均匀绞合12根3160DTEX芳纶纤维并同时挤塑聚氨酯作为光缆光缆外护套4，光缆外护套4的外径为10.5mm，光缆护套4壁厚为1mm，挤塑模具采用半压力式，挤塑温度为150℃。
5、编织
采用24锭高速编织机，选用每锭7根直径为0.12mm的不锈钢丝，编织节距为37mm，编织密度为80％。
实施例2
光纤单元2的外径为3.0mm，且光纤单元2由12根着色光纤的外周围直放玻璃纱后挤塑一层聚烯烃构成。
着色光纤为OM3多模光纤。光缆护套4是聚烯烃，且壁厚为1mm，直径为10mm。加强件3为聚对苯并苯双恶唑材质。
本实施例的具体实现工艺参见图3如下：
1、光纤着色
在弯曲不敏感多模OM3光纤外涂一层油墨。光纤油墨在加工之前应进行搅匀，以保证油墨色泽均匀，搅匀速度为8转/分钟，时间为5小时。
本工艺采用UV紫外固化工艺，着色光纤外径为0.26mm,并复绕在专用的光纤盘上，放线张力为60g，收线张力为70g，速度为1200m/min，着色模尺寸为258μm，着色模温度控制在35℃。
2、光纤单元制作
在12根上述着色光纤周围均匀直放芳纶纤维并同时挤塑护套，直放6根1100DTEX芳纶纤维，光纤单元2的外径为3.0mm，挤塑温度为180℃，模芯为2.0mm，模套为3.8mm。
3、成缆
5根光纤单元2以一根中心元件1为中心，进行单螺旋绞合，然后绕包无纺布制成缆芯，绞合节距为400mm，绕包节距为30mm，成缆后缆芯外径为7mm。
4、芳纶绞合、护套挤塑
在缆芯周围均匀绞合12根3160DTEX芳纶纤维并同时挤塑聚氨酯作为光缆外护套4，光缆护套4外径为9mm，光缆护套4壁厚为1mm，挤塑模具采用半压力式，挤塑温度为180℃。
5、编织
采用24锭高速编织机，采用每锭7根直径为0.12mm的不锈钢丝，编织节距为37mm，编织密度为90％。
实施例3
本实施例的具体实现工艺如下：
1、光纤着色
在弯曲不敏感OM4光纤外涂一层油墨，光纤油墨具流动性好、固化速度快、不易褪色的优点。
光纤油墨在加工之前应进行搅匀，以保证油墨色泽均匀，搅匀速度为8转/分钟，时间为4小时。
本工艺采用UV紫外固化工艺，着色光纤外径为0.25mm,并复绕在专用的光纤盘上，放线张力为55g，收线张力为65g，速度为1200m/min，着色模尺寸为258μm，着色模温度控制在25℃。
2、光纤单元制作
在6根上述着色光纤周围均匀绞合芳纶纤维并同时挤塑护套，绞合5根1100DTEX芳纶纤维，光纤单元2的外径为2.5mm，挤塑温度为160℃，模芯为2.0mm，模套为3.8mm。
3、成缆
4根光纤单元2以一根中心元件1为中心，进行单螺旋绞合，然后绕包聚酯薄膜或无纺布制成缆芯，绞合节距为350mm，绕包节距为25mm，成缆后缆芯外径为6.5mm。
4、芳纶绞合、护套挤塑
在缆芯周围均匀绞合12根3160DTEX芳纶纤维并同时挤塑聚氨酯作为光缆光缆护套4，光缆护套4外径为10mm，光缆护套4壁厚为3mm，挤塑模具采用半压力式，挤塑温度为165℃。
5、编织
采用24锭高速编织机，选用每锭7根直径为0.12mm的不锈钢丝，编织节距为37mm，编织密度为90％。
本发明在设置专用盘的收放线张力时，设置不同大小的张力，一方面可以保证光纤在收线盘具上的排线质量，另一方面可以保证光纤在运动过程中平稳不抖动。如果张力太大会对光纤造成损伤，严重者甚至会导致光纤断裂，张力太小很可能会出现排线不佳，影响套塑时光纤放线，甚至会被拉断。
并且本发明采用半挤压式模具挤塑，模芯和模套无承径，挤塑出的护套和缆芯之间附着力较好，而采用模芯和模套都有承径的模具，挤塑时护套和缆芯之间附着力较差，护套和缆芯之间附着力大一些可以使得光缆在使用过程中，护套和缆芯之间不会产生相对滑移，光缆的使用寿命更长。
实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种轻型可反复收放的集束光缆，包括由内而外依次设置的缆芯、加强件(3)、外护套(4)和铠装层(5)，所述缆芯周围均匀绞合加强件(3)并同时在加强件(3)外挤塑外护套(4)，所述外护套(4)外编织铠装层(5)，其特征在于：所述集束光缆采用若干根光纤单元(2)以一根中心元件(1)为中心进行单螺旋绞合并包覆绕包层制成缆芯，所述光纤单元(2)由1～12根着色光纤(20)周围绞合或直放加强材料后挤塑内护套(21)制成，所述光纤单元(2)的外径为2.0mm～3.0mm。
2.根据权利要求1所述的一种轻型可反复收放的集束光缆，其特征在于，所述绕包层的材料为聚酯薄膜或无纺布。
3.根据权利要求1所述的一种轻型可反复收放的集束光缆，其特征在于：所述光纤单元(2)中的加强材料为芳纶纤维或玻璃纱或聚对苯并苯双恶唑或碳纤维材质，所述内护套(21)的材料为阻燃聚氨酯或低烟无卤阻燃聚烯烃。
4.根据权利要求3所述的一种轻型可反复收放的集束光缆，其特征在于：所述光纤单元(2)内的着色光纤(20)为单模光纤或OM3多模光纤或OM4多模光纤。
5.根据权利要求1所述的一种轻型可反复收放的集束光缆，其特征在于：所述外护套(4)的材料为阻燃聚氨酯或低烟无卤阻燃聚烯烃，所述外护套(4)的壁厚≥1mm，所述外护套(4)的直径≤10.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种轻型可反复收放的集束光缆，其特征在于：所述加强件(3)的材质为芳纶纤维或玻璃纤维或聚对苯并苯双恶唑或碳纤维。
7.根据权利要求1所述的一种轻型可反复收放的集束光缆，其特征在于：所述集束光缆的外径≤11mm。
8.一种轻型可反复收放的集束光缆的制备方法，其特征在于：
步骤一：光纤着色
选用光纤为单模光纤或OM3多模光纤或OM4多模光纤，在选用的光纤表面涂上一着色料并以200nm～400nm波长频段的紫外光对着色料进行固化，将着色后的光纤饶于专用盘上，专用盘放线张力为50～60g，，收线张力为60～70g；
步骤二：制作光纤单元
在1～12根着色光纤的外周围均匀绞合或直放加强材料并同时挤塑一层聚氨酯或低聚烯烃内护套，制成光纤单元，所述光纤单元的外径为2.0mm～3.0mm，将制作完成后的光纤单元放于专用盘上；
步骤三：成缆
数根光纤单元以一根中心元件为中心，进行单螺旋绞合，并绕包聚酯薄膜或无纺布制成缆芯；
步骤四：芳纶绞合、护套挤塑
在缆芯周围均匀绞合芳纶纤维，并同时挤塑一层阻燃聚氨酯外护套或聚烯烃外护套，光缆外护套的直径≤10.5mm，所述外护套的壁厚≥1mm；
步骤五：编织
将不锈钢丝通过并丝机倒在一个锭子上进行并丝，将不锈钢丝绕在光缆周围进行编织，编织节距≥80％。
9.如权利要求8所述的一种轻型可反复收放的集束光缆的制备方法，其特征在于，所述步骤五中选用7根外径为Φ0.12的不锈钢丝通过并丝机倒在一个锭子上进行编织。
10.如权利要求8所述的一种轻型可反复收放的集束光缆的制备方法，其特征在于，所述步骤二中挤塑内护套的温度为140℃～180℃，所述步骤四中挤塑外护套的温度为150℃～180℃。
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